城市軌道交通車輛基本性能分析

唐瑞

◆摘? 要：隨著中國(guó)特色社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)，人們對(duì)舒適快捷的鐵路客運(yùn)和順暢的城際、城市高速軌道交通的需求日益迫切，城際高速鐵路和新型現(xiàn)代城市軌道交通產(chǎn)業(yè)面臨著非常廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。本文結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析城際軌道交通車輛的基本性能分析，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員有所幫助。

◆關(guān)鍵詞：城市軌道交通;車輛的基本性能

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多發(fā)達(dá)城市都有城市軌道交通車輛，每個(gè)城市的地鐵公司運(yùn)營(yíng)都是由各個(gè)企業(yè)或者地方政府管理。所以國(guó)內(nèi)地鐵運(yùn)營(yíng)不統(tǒng)一，相關(guān)技術(shù)要求也不統(tǒng)一。每個(gè)城市都應(yīng)該根據(jù)自己的特點(diǎn)選擇合適的車型。線路條件對(duì)車輛的影響非常顯著，客流也會(huì)影響車輛選擇。地鐵列車的選擇要根據(jù)各個(gè)地區(qū)的特點(diǎn)綜合考慮。分析了城市軌道交通車輛的基本性能。

1城市軌道交通車輛性能參數(shù)

1.1自重、載荷和體積

1.1.1自重。自重荷載是指自由車在行駛狀態(tài)下（包括空車）自由車自身、其結(jié)構(gòu)和內(nèi)部設(shè)備的總重量小于荷載質(zhì)量。

1.1.2負(fù)載。荷載質(zhì)量一般是指正常使用時(shí)最大車輛荷載所允許的最大車輛荷載的質(zhì)量，以t作為單位。

1.1.3體積。體積是指車內(nèi)有效的三維空間，以m 3為單位。

1.2速度

1.2.1最大速度測(cè)試運(yùn)行速度。最大安全試駕速度一般是指設(shè)計(jì)車輛時(shí)根據(jù)安全、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等基本條件確定的各種車輛的最大安全試駕速度，低于基本要求。

1.2.2運(yùn)行時(shí)的速度。運(yùn)行安全速度控制是指在車輛運(yùn)行設(shè)計(jì)中，根據(jù)安全、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等基本條件的要求所確定的車輛連續(xù)運(yùn)行的速度，明確要求車輛在以規(guī)定速度連續(xù)運(yùn)行時(shí)必須具有足夠好的運(yùn)行安全性能。

1.2.3啟動(dòng)平均加速度。平均起動(dòng)加速度是指列車荷載在直線上的額定能力。

從牽引直流電機(jī)獲得額定電流容量開(kāi)始，到額定起動(dòng)轉(zhuǎn)速過(guò)程結(jié)束，起動(dòng)轉(zhuǎn)速值包含在整個(gè)過(guò)程經(jīng)歷的計(jì)算時(shí)間內(nèi)除法得到的商（單位：m/s2）。

1.2.4制動(dòng)平均值和阻尼加速度。制動(dòng)平均值的減力和速度控制是指制動(dòng)負(fù)荷在高速直線上額定的固定操作者。在從完全制動(dòng)停止命令開(kāi)始到列車完全制動(dòng)停止的完全制動(dòng)過(guò)程中，在完全制動(dòng)過(guò)程中使用完全制動(dòng)命令的相應(yīng)初始值和速度除以時(shí)間所得的商（單位：m/s2）。

1.3軸載荷

軸載質(zhì)量廣義定義為根據(jù)電動(dòng)車自身各種類型的軸載，在正常運(yùn)行時(shí)某類車輛最大速度運(yùn)動(dòng)控制能力范圍內(nèi)，能夠承受允許輪對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷（可能包括輪對(duì)自身最大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷質(zhì)量）的最大速度運(yùn)動(dòng)負(fù)荷質(zhì)量。軸重正確測(cè)量方法的選擇與車體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和線路整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)性能要求密切相關(guān)，如高速運(yùn)輸線路、橋梁、運(yùn)輸專用車輛等。

1.4.軸配置或軸陣列類型

根據(jù)車輛的運(yùn)動(dòng)方向，用兩位數(shù)字或其他字母符號(hào)來(lái)表示運(yùn)行部件的結(jié)構(gòu)和特性的配置方式，簡(jiǎn)稱為軸向配置或軸向配置。

1.5每延米軌道荷載

一立延米內(nèi)軌道橋梁的荷載強(qiáng)度是鐵道車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中與軌道橋梁和線路的荷載強(qiáng)度密切相關(guān)的一個(gè)重要指標(biāo)，充分利用客運(yùn)站線路總長(zhǎng)度是提高鐵路運(yùn)輸能力的重要指標(biāo)，其中客運(yùn)車輛總質(zhì)量與客運(yùn)站線路總長(zhǎng)度之比。

2牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

80年代后期確定了技術(shù)規(guī)范，90年代初引進(jìn)的16列6列地鐵列車采用80年代的成熟技術(shù)，即直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)，采用GTO 直流斬波調(diào)速。這種類型的車在地鐵運(yùn)行了近15年，性能基本穩(wěn)定。然而，由于使用直流電機(jī)和帶有GTO部件的斬波器作為牽引系統(tǒng)，維護(hù)成本和工作量相對(duì)較大。備件供應(yīng)也是個(gè)問(wèn)題。為了保證車輛能夠繼續(xù)使用，需要進(jìn)行零部件改造和國(guó)產(chǎn)化。地鐵運(yùn)營(yíng)商與國(guó)內(nèi)廠家合作進(jìn)行電機(jī)國(guó)產(chǎn)化，斬波器國(guó)產(chǎn)化改造正在進(jìn)行中。直流牽引系統(tǒng)完全改為交流牽引系統(tǒng)的方案和可行性也在研究之中。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，低成本、少后期維護(hù)的高速交流傳動(dòng)牽引系統(tǒng)技術(shù)日益成熟。除此類車輛外，所有地鐵線路均采用交流牽引系統(tǒng)，克服了直流牽引系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

3乘客室的側(cè)門(mén)

在已投入運(yùn)營(yíng)的大型車輛中，側(cè)門(mén)可采用三軸雙葉分體式外推拉門(mén)，包括氣動(dòng)機(jī)車內(nèi)推拉門(mén)、電機(jī)車外推拉門(mén)和電動(dòng)塞拉門(mén)。對(duì)于車門(mén)隱藏在氣動(dòng)車窗內(nèi)的滑動(dòng)門(mén)，當(dāng)車窗打開(kāi)時(shí)，門(mén)扇在車輛最外層防護(hù)壁的外門(mén)面板和內(nèi)門(mén)飾板之間的夾層內(nèi)移動(dòng)，側(cè)壁內(nèi)隔音/隔熱材料的厚度受到一定影響。由于風(fēng)動(dòng)門(mén)的氣壓難以控制和調(diào)節(jié)，維修時(shí)各側(cè)門(mén)的性能不易調(diào)節(jié)，運(yùn)行時(shí)各門(mén)的性能差異較大。此外，由于屏蔽門(mén)內(nèi)置轉(zhuǎn)換門(mén)外側(cè)與平面的連接距離比大型車體外側(cè)與內(nèi)平面的連接距離大2～3厘米，對(duì)于一些有屏蔽門(mén)的大型車站，內(nèi)屏蔽門(mén)與外屏蔽門(mén)的連接距離增加。門(mén)和屏蔽門(mén)關(guān)閉后，門(mén)與外屏蔽門(mén)碰撞的可能性會(huì)增加，運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。

總之，三個(gè)不同的門(mén)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，每個(gè)線門(mén)的故障在運(yùn)行中占很大比例。訂購(gòu)車輛時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的線路條件和客流條件選擇最合適的車門(mén)類型。

4結(jié)束語(yǔ)

車輛性能參數(shù)應(yīng)根據(jù)線路條件、客流條件、運(yùn)營(yíng)要求、投資和維護(hù)成本合理選擇，并從城市軌道網(wǎng)絡(luò)的角度考慮網(wǎng)絡(luò)內(nèi)車輛資源和維護(hù)資源的共享。

參考文獻(xiàn)

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